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发明合并与太阳能电池液

A student holds a solar-charged battery proof of concept
这个太阳能充电装置在右下直接调用从太阳光能量转换成在容器中的液体的电池,并将其存储。在放电循环期间,电力通过叶片在顶部电极的装置。照片:大卫·特南鲍姆

太阳能电池产生的总电力的比例较大,从根本上限制仍然是:夜晚的黑暗中,当太阳能电池去睡觉。锂离子电池,一切从混合动力汽车到笔记本电脑使用的电池普遍,太昂贵的解决方案,以作为大规模的电网使用的东西。

宋金在威斯康星 - 麦迪逊大学的化学教授,还有更好的主意:把用大容量电池的太阳能电池。他和他的同事们提出,无需进行电力的通常中间步骤,相反,能量直接传递到蓄电池的电解液单个设备。

A solar-charged battery setup in a laboratory
这种太阳能充电电池,在宋金在威斯康星 - 麦迪逊大学的实验室开发,在罐体直接存储从阳光的能量。照片:大卫·特南鲍姆

斤选择了“氧化还原液流电池,”或RFB,其在液体电解质的罐储存能量。

在报告中,现在在网上 应用化学国际版,金,研究生文杰里,并在沙特阿拉伯科学技术的阿卜杜拉国王大学的同事已经证明,通过直接充电的液体电解质光能转化为化学能的单个设备。

电池放电在夜间电网的功率几乎是简单的,金说。 “我们只是一个负载连接到一组不同的电极,通过该装置通过充电电解质和电力流出。”

太阳能充电和放电电他指出,可以重复与小效率损失许多循环。

不像锂离子电池,其能量储存在固体电极,所述RFB存储化学能在液体电解质。 “在RFB是相对便宜的,你可以尽可能多的存储构建的设备,你需要的,这就是为什么它是电网级电力存储是最有前途的方法,说:”进,谁也适用于几个 其他 方面 的太阳能转换。

在新的设备,标准硅太阳能电池被安装在反应室和能量由细胞立即转换的电荷的水系电解质,其被泵出到储存罐。

氧化还原液流电池已经在市场上已附着到太阳能电池“但是现在我们有收割太阳光以释放电荷并且直接改变细胞的表面上的电解质的氧化还原状态的一个装置”,李说这项新研究的第一作者。 “我们正在使用单个设备来将太阳能转换和对电池充电。它本质上是一个太阳能电池,我们可以大小RFB储罐储存由太阳能电池产生的能量。”

统一的设计提出多重优势,金说。 “太阳能电池直接充电电解质,所以我们同时做两件事情,这使得为了简化,成本的降低和潜在的更高的效率。”

教授。宋金 文杰李
已经证明的集成,太阳能充电电池,金,李上的改进已经工作的概念。一个是将太阳能电池单元的电压匹配到电解质的化学性质,最小化损失的能量被转换并存储。

在目前的研究中使用的非水电解质中含有有机分子,但没有昂贵的稀有金属,其提高在许多电池成本。斤和Li也搜索具有较大的电压差,目前限制了能量存储容量的电解质。

这两个创建并存储电力将通过成本,效率和能量存储密度来判断一个系统,金说。 “这不只是威尼斯人官网如何将阳光转化为电能,也多少能量可以在设备有效地存储的效率。”

作为太阳能利用的发展,存储问题变得更加严重。 “人说的太阳能发电能力不能在夜间或多云天气时超过整个电网容量的20%,因为供应短缺,”金说。 “在一些地方,其太阳能安装可能要等到更好的存储可用。”

大卫·特南鲍姆,大学通信